DE1137287B - Verfahren zur Herstellung von Hartloetverbindungen, insbesondere zwischen Bauteilen eines Atomreaktors - Google Patents

Description

Grundsätzlich werden beim Hartlöten immer die beiden zu verlötenden Teile erwärmt, z. B. mit der Flamme oder auch induktiv. Nach Erreichen der erforderlichen Temperatur wird das Lot, meistens ein Silberlot, zugeführt. Dieses kann auch bereits an den Lötstellen vorhanden sein, indem es rein mechanisch beigelegt, aber auch galvanisch, durch Aufdampfen oder auch Aufspritzen auf wenigstens eines der beiden zu verbindenden Bauteile aufgebracht wird.

Die Lötstelle wird mit flüssigen, festen oder auch gasförmigen reduzierenden Stoffen umgeben. Die Zeitdauer des Erwärmungs- bzw. des Lötvorganges spielt dabei normalerweise keine besondere Rolle.

Eine Untersuchung derartiger Lötverbindungen zeigt, daß sich je nach der Dauer der flüssigen Phase des Lotes während des eigentlichen Lötvorganges eine mehr oder weniger dicke Schicht eines Übergangsgefüges, die durch Diffusion des Lotes oder auch des Materials des einen Bauteiles im anderen Bauteil entstanden ist, gebildet hat. Ein derartiges Übergangsgefüge kann erwünscht sein, wenn es keine vom Grundmaterial wesentlich verschiedenen mechanischen Eigenschaften besitzt.

Es ist jedoch bekannt, daß sich nicht alle Materialien gleich einfach löten lassen, es müssen besondere Lote und auch besondere desoxydierende Stoffe, sogenannte Flußmittel, Verwendung finden, um eine Lötverbindung gewünschter Festigkeit zu erzielen. Jedoch kommen auch Fälle vor, wo eine Lötverbindung zunächst zwar fest ist, bei Wechselbeanspruchungen aber zu Dauerbrüchen neigt. Dies kann daher kommen, daß das Übergangsgefüge zwischen Lötmaterial und Grundmaterial spröde ist, und macht sich um so stärker bemerkbar, je dicker die Schicht des Übergangsgefüges ist. Übliche Lötverfahren, auch solche mit kurzer Erwärmungszeit, bei denen die beiden zu verbindenden Teile gleichzeitig erwärmt werden, oder bei denen die Wärme über das eine Bauteil dem anderen, das mit diesem in innigem Wärmekontakt steht, zugeführt wird, führen aber stets zu Diffusionsgefügen, deren Schichtdicke noch so groß ist, daß sich die evtl. Sprödigkeit dieses Gefüges für die Gesamtverbindung unangenehm auswirken kann. Ein Beispiel hierfür ist die Lötverbindung zwischen einer der in der Reaktortechnik sehr häufig gebrauchten Zirkonverbindungen, wie Zirkaloy 2 und nichtrostendem Stahl, mit reinem Silber als Lötmittel.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Hartlötverbindungen mit sehr dünnem Übergangsgefüge zwischen einem beim Erwärmen zur Bildung eines spröden Übergangsgefüges Verfahren zur Herstellung

von Hartlötverbindungen,

insbesondere zwischen Bauteilen eines

Atomreaktors

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft.

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

-—

Dipl.-Metalloge Wolfgang Rößner, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

neigenden Bauteil und einem hierzu nicht neigenden Bauteil, insbesondere bei einem Atomreaktor. Gemäß der Erfindung wird dabei dem an der Lötstelle auf

as kaltem Wege mit Lot versehenen, zur Versprödung neigenden Bauteil die Lötwärme über das während einer räumlichen Trennung von dem Bauteil auf eine über der Schmelztemperatur des Lotes liegende Temperatur aufgeheizte andere Bauteil· unter gleichzeitiger gegenseitiger Pressung zugeführt.

Dieses Verfahren fußt auf der Erkenntnis, daß, wenn sich ein sprödes Zwischengefüge zwischen Lotschicht und Grundmaterial schon nicht vermeiden läßt, dieses so dünn wie irgend möglich gemacht werden muß. Dazu sind kürzeste Lötzeiten bzw. Verweilzeiten in der flüssigen Phase des Lotes erforderlich.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen zwei Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen, die nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren arbeiten.

Nach Fig. 1 werden zwei flache Materialien aufeinandergelötet. Dabei ist 1 das Bauteil, das zusammen mit dem Lot 2 das gefährliche Übergangsgefüge bildet. Teil 3 ist das andere Bauteil, das in diesem Falle mit einem spiralförmigen Induktor 4 auf die entsprechende Temperatur gebracht wird. Nach Erreichen dieser Temperatur wird dieses Bauteil in Pfeilrichtung auf das Bauteil 1 zu bewegt und mit diesem zusammengepreßt. Nicht dargestellt ist die erforderliche Schutzgaseinrichtung.

Fig. 2 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel dar. Das innere Rohr, das mit der bereits aufgebrachten

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Lotschicht bei langer andauernden Erwärmungen die gefürchteten Zwischenschichten bilden würde, ist mit 1 bezeichnet, das andere Rohr mit 3 und der dieses erwärmende Induktor mit 4. Durch die Erwärmung des Rohres 3 dehnt sich dieses aus und wird nach Erreichung der Lottemperatur über das Rohr 1 mit der bereits aufgebrachten Lötschicht geschoben. Durch die sofort einsetzende Abkühlung verengt sich der Durchmesser des Rohres 3, so daß eine Schrumpfverbindung mit gleichzeitiger Lötung entsteht. Durch entsprechende Wahl der Außen- bzw. Innendurchmesser dieser beiden zu verbindenden Rohre kann der Anpreßdruck variiert werden, so daß damit neben der bereits geschilderten Anfangstemperatur des einen Bauteiles und der konstruktiven Ausführung der beiden zu verbindenden Teile die Festigkeitseigenschaften dieser Lötverbindungen auf das erforderliche Maß eingestellt werden können. Auch in diesem Beispiel ist die Schutzgaszuführungseinrichtung nicht gezeichnet, da eine solche als allgemein bekannt vorausgesetzt werden darf.

Bei den nach diesen Verfahren hergestellten Lötverbindungen ist die spröde Phase des Zwischengefüges so dünn, daß keine nachteiligen Folgen für die Verbindung befürchtet werden müssen. Das Übergangsgefüge zwischen dem Lot und dem ursprünglichen heißeren Teil ist wohl dicker, erscheint jedoch infolge seines anderen Aufbaues weniger oder nicht schädlich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung von Hartlötverbindungen mit sehr dünnem Übergangsgefüge zwischen einem beim Erwärmen zur Bildung eines spröden Übergangsgefüges neigenden Bauteil und einem hierzu nicht neigenden Bauteil, insbesondere bei einem Atomreaktor, dadurch gekenn zeichnet, daß dem an der Lötstelle auf kaltem Wege mit Lot (2) versehenen, zur Versprödung neigenden Bauteil (1) die Lötwärme über das während einer räumlichen Trennung von dem Bauteil (1) auf eine über der Schmelztemperatur des Lotes liegende Temperatur aufgeheizte andere Bauteil (3) unter gleichzeitiger gegenseitiger Pressung zugeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 1 016 096;
   Zeitschrift: Feinwerktechnik, 57 (1953), Heft 10, S. 313;

   Lüder, »Handbuch der Löttechnik«, Verlag Technik Berlin, 1952, S. 81 und 295.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen·

   © 209 658/231 9.